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题名联合收获机清选筛箱轻量化设计与试验
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作者
马征
李毕辉
宋志强
刘延彬
潘宇
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机构
江苏大学农业工程学院
江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室
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出处
《农业机械学报》
CSCD
北大核心
2024年第12期201-211,共11页
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基金
国家自然科学基金项目(52375249、51975256)
江苏高校优势学科建设工程(四期)项目(PAPD-2023-87)。
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文摘
清选筛箱通过往复运动对脱粒后的混合物进行筛分,是组成联合收获机的核心部件之一。针对谷物联合收获机清选筛箱存在整体质量偏重、强度富余的问题进行轻量化设计。基于清选筛箱动力学分析,分析在工作状态下清选筛箱固有频率和结构强度,确定了最大等效应力位置及主要应力分布区域。基于等效静态法将动态响应转化为静态响应,以柔顺度最小为优化目标,以结构强度和质量响应约束条件对清选筛箱侧壁进行拓扑优化。采用尼龙作为轻质材料对抖动板结构进行设计,以拓扑优化结果为基础,提取主要结构特征进行模型重构和动力学分析。结果显示,优化后清选筛箱前6阶固有频率变化最大为1.68 Hz,最大等效应力由56.59 MPa下降至52.46 MPa,降幅为7.29%,质量由75 kg降至66.85 kg,降低10.86%。在此基础上,利用优化后的清选筛箱搭建了试验台架,开展实际工况下的应变试验和耐久性试验,试验结果验证了优化后的清选筛箱满足实际工作强度、刚度要求,有效提高了清选筛箱的工作性能。
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关键词
清选筛箱
动力学分析
拓扑优化
轻量化设计
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Keywords
cleaning sieve
dynamic analysis
topological optimization
lightweight design
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分类号
S225.3
[农业科学—农业机械化工程]
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